大綱

許多成型廠使用HTN（High-Temperature Nylon, 高溫尼龍）來制造汽車溫控器外殼。由于HTN材料的注塑是在非常高的模具溫度和熔膠溫度下進行的，因此須面對的最大問題是如何縮短冷卻時間。此案例的分析的目的是縮短生產溫控器外殼所需的冷卻時間，并幫助客戶優化其成型參數和冷卻水路。透過Moldex3D模擬分析，KOPLA驗證嵌件材料和水路設計變更帶來的效益，成功縮短冷卻時間，滿足客戶的需求。

挑戰

• 須縮短冷卻時間

• 須幫助客戶優化產品制造中的成型參數和冷卻水路

解決方案

使用Moldex3D機臺模式來使仿真分析的設置，更貼近實際案例；并以Moldex3D冷卻分析來預估需要的冷卻時間

效益

• 縮短68%冷卻時間

• Moldex3D機臺模式可使仿真更貼近實際客戶案例的情境

• 找出最佳水路配置設計、成型參數和嵌件材料

案例研究

KOPLA必須降低其溫控器外殼產品在成型過程中所需的冷卻時間(原始設定為85秒)，但仍需要確保有充分的冷卻，來避免產品溫度過高產生的問題。因此他們使用Moldex3D機臺模式來進行冷卻線路設計、冷卻分析，模擬實際成型過程，驗證原始設置(圖一)和設計變更，以獲得所需的冷卻時間。

Fig. 1溫控器外殼的成型參數和冷卻水路設計

經Moldex3D的驗證發現，由于所需的冷卻程度只有80%，原始設定的85秒冷卻時間顯然過高(圖二)。在更換嵌入件材料(圖三)并延長冷卻系統中的擋板長度后(圖四)，Moldex3D的冷卻分析結果顯示所需的冷卻時間就更少(圖五)。

Fig. 2 不同冷卻條件及環境下所預估需要的冷卻時間

Fig. 3 置換不同嵌入件材料后，預估所需要的冷卻時間

 Fig. 4 隔板式水路長度的設計變更

Fig. 5 不同組合的冷卻方案下，所預估需要的冷卻時間

藉由Moldex3D冷卻分析來驗證原始設計和設計變更(不同的冷卻線路設計及和嵌入件材料)后所需的冷卻時間，從而發現冷卻時間可以從原來的85秒降低到接近28秒，可大大節省制造過程中的支出。

結果

除了良好的冷卻分析外，Moldex3D可以在冷卻后為其他流體分析軟件提供各節點的溫度數據，并且透過機臺模式界面可以讓仿真分析更接近實際制造。最后KOPLA的客戶對Moldex3D的效能也非常滿意，并計劃將Moldex3D納入內部開發流程，作為檢查模具加工及冷卻等項目的工具。